操作系统期末考试简答题汇总（全、附带答案） 银行外汇考试题及答案详解

题目来源于专业老师网课的课后提问，答案也是相对标准，对复习考试用处较大。

1.OS的作用是什么？ 1.操作系统作为用户与硬件系统之间的接口。 2.操作系统作为资源的管理者。 3.操作系统实现了对资源的抽象。

2.单道批处理是什么概念，解决了什么问题，是如何解决的**？**还存在什么问题？ 1.单道批处理是计算机系统对一批作业（但在内存中仅有一道作业）自动进行处理。 2.解决了人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配矛盾。 3.通过提高系统资源的利用率和系统吞吐量。 4.不能充分利用系统资源。

3.多道批处理是什么概念，解决了什么问题，是如何解决的？ 1.在内存中同时存放多道相互独立程序，按照一定的算法，共享CPU和系统中的各种资源。 2.提高了资源的利用率和系统吞吐量。 3.它能使多道程序交替运行，使得CPU和其他资源保持忙碌状态

4.实现多道程序设计应解决那些问题？ 1.处理机管理问题 2.内存管理问题 3.I/O设备管理问题 4.文件管理问题 5.作业管理问题

5.对比分时系统和实时系统的特征，它们的含义有何异同？ 两者同时具有多路性 交互性 独立性 及时性四个特征 但实时系统额外具有可靠性 分时系统没有实时系统具有的容错机制可靠

6.为什么引入进程的概念？ 这是因为并发执行的程序（即进程）是“停停走走”地执行，只有在为它创建进程后，在它停下时，方能将其现场信息保存在它的PCB中，待下次被调度执行时，再从PCB中恢复CPU现场并继续执行，而传统的程序却无法满足上述要求。

7.如何理解并发性和共享性的联系？ 并发性和共享性互为存在条件，是操作系统最基本的特征。一方面资源共享是以程序（进程）的并发性执行为条件的，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题。另一方面若系统不能对资源共享实施有效管理，则也必将影响到程序并发执行。如果自己用的操作系统，不能并发执行，你每次只能打开一个程序，要打开另外一个就得关闭前一个，会十分痛苦。而你打开多个程序的时候不可避免会用到同一个资源。

8.什么是同步和异步的概念？如何理解操作系统的异步性？ 异步：在多批道处理系统中，由于并发进行的进程中，存在调度的随机性和执行速度的独立性，即间接制约，导致各个进程走走停停 同步：多个进程之间存在直接制约关系，而为了提高执行速度，让各个进程之间互相发送消息，确定执行顺序，而不会出现走走停停的情况，达到同步。同步不是指多个进程同时执行，而是指多个进程之间互相发送消息，不会出现走走停停的混乱情况，将无序变为有序。

9.为什么说操作系统是对裸机的首次虚拟？ 算机的硬件、软件以及软件的各部分之间是一种层次结构的关系。硬件在最底层，操作系统是裸机上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。

10.为什么说处理机管理体现为进程管理？ 因为处理机是计算机中宝贵的资源，有效地将处理机分配和回收给各个进程体现才能系统性能。

11.存储器管理有哪些功能？ 内存分配和回收，内存保护，地址映射和内存扩充

12.设备管理有哪些功能？ 缓冲管理、设备无关性、设备分配、设备处理、虚拟设备功能

13.如何划分程序模块？对模块有什么要求？ 划分：功能相对独立的一段代码 要求：高内聚，低耦合

14.简述冯.诺依曼计算机的工作原理 存储程序加程序控制

15.什么是中断？为什么要引入中断机制？ 中断是系统运行期间发生任何紧急事件，使得CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行相应事件的处理程序。 引入中断机制的目的有： 1、使实时处理紧急事件成为可能 2、可增加处理机的执行效率 3、可简化OS的程序设计

16.CPU如何感知中断请求，又如何响应中断请求？ 中断源向CPU发出中断请求，CPU收到中断请求后保留现场信息转相应的事件处理程序去处理中断源，处理完后返回现场信息，继续处理之前没有完成的任务。 中断处理过程是怎样的？ 1、保留现场到各个寄存器内 2、处理触发中断源的中断事件，即真正执行具体的为某个中断源服务的中断服务程序 3、关闭中断，以防止在恢复现场过程中被新的中断请求打断，接着恢复现场，然后开放中断，以便返回原来的程序后可响应其他的中断请求

CPU的现场信息主要包括哪些内容？ CPU各个寄存器（通用寄存器和指令寄存器）、程序状态字PSW以及用户栈指针

什么是程序执行结果的不可再现性？如何确保执行结果的可再现？ 不可再现性：由于程序的并发执行，打破了由另一程序独占系统资源的封闭性，因而破坏了可再现性 解决：必须通过Berstein条件的限制，保证程序在异步环境下的执行结果是确定的

为什么要引入进程的概念？进程有哪些特征？ 为了实现多道程序并发执行，而进程是进程实体的运行过程，资源分配和调度的独立单位。 特征：动态性，并发性，独立性，异步性, 结构性

进程图与前趋图的作用分别是什么？ 进程图：描述进程家族关系，一个结点代表一个进程，一条孤代表进程间的父子关系。 前趋图：表示语句或者进程间的执行顺序。

引起进程阻塞和唤醒的典型原因有哪些？ 1、请求系统服务 ＊无法获得服务，进程主动阻塞 ＊服务完成，由服务释放进程唤醒阻塞进程 2、启动某种操作 ＊进程主动阻塞，等待操作完成 ＊操作完成，由中断处理程序唤醒阻塞进程 3、合作数据尚未到达 ＊合作进程的数据尚未到达，等待进程阻塞 ＊新数据到达，由合作进程唤醒阻塞进程。 4、无新工作可做 ＊系统进程无新工作可作，主动阻塞 ＊新工作到达时，系统进程被唤醒

创建进程需要执行哪些操作？ 1.申请空白PCB 2.为新进程分配资源 3.初始化PCB 4.将PCB插入队列

进程的同步机制解决什么问题？ 解决进程在并发执行时产生结果的不可再现性（不确定性），也可以说进程的异步性。 其实现了多个相关进程在执行次序上的协调。

什么是临界区，引入临界区的目的是什么？ 临界区：在进程中涉及到临界资源的程序段 目的：为了让诸进程互斥，实现对临界资源的互斥访问

利用信号量机制如何实现资源的互斥使用？ 进入临界区前，进程通过锁变量判断临界资源是否被占用 占用：进程反复测试W的状态 否则：为临界资源加锁，然后进入临界区，为临界资源开锁

互斥信号量机制如何体现资源的互斥准则？ 空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待

信号机机制在有合作关系的进程中如何描述进程同步？ 先操作的进程执行后设置V原语，在后操作的进程执行前设置P原语，这一对原语同时存在

讨论生产者-消费者问题中互斥信号量设置的必要性。 从生产者角度看，如果多个生产者进入缓冲区进行各自的操作，可能会出现覆盖等错误；从消费者角度看，同样可能出现错误；单纯从生产者消费者的角度来看，一个生产者和一个消费者进入缓冲区，修改的是各自的缓冲区，没有冲突，可以不必设置互斥信号量。

哲学家就餐问题可以有哪些方法避免死锁 1最多允许4个哲学家同时坐在桌子旁边 2仅当一个哲学家左右两边的筷子都可以用时才允许拿筷子 3给所有哲学家编号，奇数号的哲学家必须首先拿左边的筷子，偶数号的哲学家则反之，最后总有一个哲学家能获得两只筷子而进餐

读者-写者问题是如何实现读者优先或写者优先的？ 读者优先：第一个读者可以读，只有第一个读者阻塞写者，只有最后一个读者才能唤醒写者。 写者优先：第一个写者可以读，只有第一个写者阻塞读者，只有最后一个写者才能唤醒读者。

直接消息通信机制中，接收进程的PCB需要保存哪些与通信有关的数据？ 1、 mq (消息队列队首指针) 2、mutex (消息队列互斥信号量) 3、sm (消息队列资源信号量)

管道通信的工作原理和基本要求是什么？ 工作原理： ＊管道是连接发送进程和接收进程的共享文件（Pipe 文件） ＊发送进程以字符流的形式将消息写入管道 ＊接收进程按先进先出的顺序从管道读出数据 基本要求： ＊对管道的互斥使用 ＊发送进程与接收进程的同步 ＊确定通信对方的存在

讨论管道通信的代码描述 创建管道文件 建立通信然后实现连接 信息交换后由任意一方断开连接

引入线程的目的是什么？ 增加并发程度和减少并发开销

线程与进程有什么区别与联系？ 1)调度的基本单位:线程是调度和分派的基本单位，而在未设置线程时，进程也是进行资源分配和调度执行的独立单位 (2)并发性:进程之间、线程之间均可并发执行 (3)拥有资源:进程拥有资源,线程继承资源 (4)独立性:同一进程中的线程的独立性低于不同进程的线程独立性 (5)系统开销:线程的系统开销小于进程 (6)支持多处理机系统:可将一个进程中的多个线程分配到多个处理机中

调度有哪几个层次，分别作用于什么范围？ 作业调度、内存调度、进程调度

引起进程调度的时机和原因有哪些？ 1、当前运行进程运行结束。因任务完成而正常结束，或者因出现错误而异常结束。 2、当前运行进程因某种原因，比如 I/O 请求、 P 操作、阻塞原语等，从运行状态进入阻塞状态。 3、执行完系统调用等系统程序后返回用户进程，这时可以看作系统进程执行完毕，从而可以调度一个新的用户进程。 4、在采用抢占调度方式的系统中，一个具有更高优先级的进程要求使用处理器，则使当前运行进程进入就绪队列（与调度方式有关）。 5、在分时系统中，分配给该进程的时间片已用完（与系统类型有关）。

作业与进程有什么区别与联系？ 区别：进程是一个程序的一次执行，而作业是任务。 联系：一个作业通常包括多个进程，多个进程共同完成一个作业。一个是任务的静态描述，一个是任务的动态描述。互相补充

作业有哪几种状态？ 后备状态、 提交状态 、执行状态和完成状态

作业调度的时机与任务是什么？ 时机：内存中的进程数小于多道度。任务：从后备队列中选取多少个作业调入内存，取决于多道度，而接纳哪些作业取决于调度算法。

进程调度有哪两种调度方式？各自的调度时机是什么？ 1.非抢占式： 发生调度的时机：正在运行的进程运行正常/异常结束；进程发生阻塞； 2.抢占式 发生调度的时机：有优先权更高的进程到达；有更短的进程到达；时间片用完了。

进程的优先权有静态优先权和动态优先权两种形式，试分析基于这两种优先权的非抢占式调度和抢占****式调度的调度时机和调度原则。 非抢占式调度方式的调度时机：CPU空闲 抢占式调度方式的调度时机：CPU空闲或新进程到达 基于优先权的抢占式调度： 新进程到达时： 静态优先权：新老进程比较优先级 动态优先权：重新计算新老进程、就绪进程优先级 CPU 空闲时： 静态优先权：选择就绪队列优先权最高者 动态优先权：重新计算新进程、就绪进程优先级

那种调度方式既考虑等待时间又兼顾服务时间？ 高响应比优先调度算法

为什么说多级反馈队列调度算法是综合性能比较好的？ 1.对于终端型用户，作业比较小，可在第一队列即可完成，响应时间很短。 2.对于短批处理作业用户，这类作业属于稍长的短作业，可在第二或第三队列即可完成，周转时间也比较短。 3.对于长批处理作业用户，它总会被运行的，不用担心它长期得不到处理。

讨论教材图3.9最低松弛度优先算法的正确性。 我认为，3.9基于 抢占会发生于实时任务队列中存在松弛度为0的任务 的前提。故，在t=10时，A1已完成，由于B1松弛度小于A2，故执行B1；而当t=30时，A2松弛度为0，调度程序抢占B1的处理机而调度A2。同理可得后面的调度顺序，故3.9是自洽的。

什么是死锁？引起死锁的原因是什么？ 死锁是指多个进程因竞争共享资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。引起死锁的原因有：竞争不可抢占性资源，竞争可消耗性资源，进程推进顺序不当。

产生死锁的必要条件是什么？ 1、互斥条件：进程对占有的资源进行排他性使用 2、请求和保持条件：动态分配策略中，进程占有资源却又申请新的资源 3、不可抢占条件：对己经分配给进程的资源不可抢占使用 4、环路等待条件：发生死锁时，系统的RAG必然出现环路

预防死锁的策略有哪几个，分别破坏什么条件？ 1.破坏“请求和保持条件” 2.破坏“不可抢占”条件 3.破坏“环路等待”条件

简述银行家算法的工作流程 1、检测请求资源数量是否合理：不合理拒绝请求并报错，合理继续； 2、检测系统是否有足够可用资源分配；没有等待，有继续； 3、利用相应的数据结构进行试探性分配； 4、利用安全性算法，检测此次分配后系统是否处于安全状态；是则分配资源，否则恢复数据结构。

如何检测申请不同类资源的进程是否存在死锁？ 1.在RAG中找一个非孤立，非阻塞的进程结点，去掉所有边将其变成孤立结点 2.把等待该资源的请求边变成分配边 3.如果所有进程结点均成为孤立结点，则资源分配图是可以完全化简的 4.若可以完全化简资源分配图，则不存在死锁，否则，系统中存在死锁

程序要运行必须经过哪几个步骤，各自完成什么任务？ 1.编译：由编译程序对源程序编译得到0,1代码的目标模块 2.